一种无人机交互控制装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种无人机交互控制装置及系统,包括:通讯模块,用于和无人机通讯连接;检测模块,用于检测无人机交互控制装置运动轨迹的角速度信息,以及作用在触控区上的触控操作的操作信息,所述操作信息包括触点数量以及每个触点的压力值;控制模块,用于根据角速度信息和操作信息确定控制无人机飞行状态的控制指令,并发送至无人机。本发明实施例解决了滑动操作不易操作的问题,简化了对无人机的控制操作,提升了用户的操作手感。
【专利说明】
-种无人机交互控制装置及系统
技术领域
[0001] 本发明实施例设及无人机技术,尤其设及一种无人机交互控制装置及系统。
【背景技术】
[0002] 随着技术的提高,无人机技术也得到快速发展,无人机的交互控制方式也呈现多 样化。
[0003] 目前对无人机的交互控制主要有两种方式:第一种方式是,设置专口与无人机配 对的遥控器,遥控器上设置有摇杆和功能按钮,通过摇杆来控制无人机飞行的方向,通过功 能按钮来控制无人机飞行的速度;第二种方式是,将无人机与移动终端相连,通过在移动终 端显示屏上的滑动操作来控制无人机的飞行方向W及飞行速度。
[0004] 第一种方式的缺陷是:设置专口的遥控器会增加制造成本;第二种方式的缺陷是: 滑动操作不易控制,且操作起来比较复杂,用户操作手感差。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种无人机交互控制装置及系统,W简化对无人机的控制操 作,提升用户操作手感。
[0006] 第一方面,本发明实施例提供了一种无人机交互控制装置,包括:
[0007] 通讯模块,用于和无人机通讯连接;
[000引检测模块,用于检测无人机交互控制装置运动轨迹的角速度信息,W及作用在触 控区上的触控操作的操作信息,所述操作信息包括触点数量W及每个触点的压力值;
[0009] 控制模块,用于根据角速度信息和操作信息确定控制无人机飞行状态的控制指 令,并发送至无人机。
[0010] 第二方面,本发明实施例还提供了一种无人机交互控制系统,包括:无人机W及上 述无人机交互控制装置,所述无人机交互控制装置与无人机通讯连接。
[0011] 本实施例的技术方案,根据角速度信息和触控操作的操作信息来确定无人机飞行 状态的控制指令,并向无人机发送控制指令,即用户只需要通过摇摆操作W及按压操作就 能实现对无人机的自由控制,解决了滑动操作不易操作的问题,简化了对无人机的控制操 作,提升了用户的操作手感。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明实施例一提供的一种无人机交互控制装置的结构示意图;
[0013] 图2为本发明实施例二提供的一种无人机交互控制装置的结构示意图;
[0014] 图3为本发明实施例=提供的一种无人机交互控制装置的结构示意图;
[0015] 图4为本发明实施例四提供的一种无人机交互控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可W理解的是,此处所描 述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便 于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0017]实施例一
[0018] 图1为本发明实施例一提供的一种无人机交互控制装置的结构示意图,本实施例 可适用于利用电子终端设备对无人机进行交互控制的情况,无人机交互控制装置可W是电 子终端设备,如手机、平板电脑等,如图1所示,该无人机交互控制装置的具体结构可W包 括:通讯模块10,用于和无人机通讯连接;检测模块20,用于检测无人机交互控制装置运动 轨迹的角速度信息,W及作用在触控区上的触控操作的操作信息,所述操作信息包括触点 数量W及每个触点的压力值;控制模块30,用于根据角速度信息和操作信息确定控制无人 机飞行状态的控制指令,并发送至无人机。
[0019] 其中,通讯模块10可采用无线通信技术,优选可W是蓝牙技术、WiFi技术或者2.4G 技术。无人机交互控制装置可W通过通讯模块10向无人机发送各种控制指令,也可W通过 通讯模块10接收无人机反馈的实时飞行状态的数据信息。
[0020] 其中,无人机交互控制装置的运动轨迹优选是向各个方向发生倾斜。无人机交互 控制装置中设置有巧螺仪传感器,巧螺仪传感器可W根据无人机交互控制装置的运动轨迹 获得对应的角速度,将角速度进行积分后可W得到无人机交互控制装置发生运动轨迹后在 x、y、z=个方向上的角速度信息,体现在用户的操作上可W是在x、y、z =个方向上的倾斜角 度。
[0021] 其中,触控区可W是带有显示功能的触控屏,也可W是用于感应触控操作的触控 板。触控操作可W是按压操作,根据按压力度的不同可W包括轻按、重按、用力按等。触控区 内设置有压力感应装置,可W感应作用在触控区上的触控操作的压力,并将触控操作的压 力转换为对应的电参数,当不同压力的触控操作作用在触控区上时,压力感应装置对应产 生不同的电参数,因此可W用电参数表示触点的压力值,当有n个触点时,获取模块相应可 W获取n个触点的压力值,并确定触点数量为n。优选的,压力感应装置为一高度电容,当不 同压力的触控操作作用在触控区上时,该高度电容对应产生不同的电容值,W电容值表示 触点的压力值。进一步,根据高度电容中忍片的位数确定高度电容可感应的压力等级,对于 忍片位数为m的高度电容可分为2的m次方个等级,通常m为2或8,每一等级可对应一压力值。
[0022] 其中,根据检测的角速度信息和操作信息可W确定无人机飞行状态的控制指令, 将该控制指令通过通讯模块10发送给无人机W实现对无人机各个飞行状态的自由控制。
[0023] 本实施例的技术方案,根据角速度信息和触控操作的操作信息来确定无人机飞行 状态的控制指令,并向无人机发送控制指令,即用户只需要通过摇摆操作W及按压操作就 能实现对无人机的自由控制,解决了滑动操作不易操作的问题,简化了对无人机的控制操 作,提升了用户的操作手感。
[0024] 实施例二
[0025] 图2为本发明实施例二提供的一种无人机交互控制装置的结构示意图。如图2所 示,在前述实施例方案的基础上,所述控制模块30包括:飞行角度控制单元310,用于根据角 速度信息确定控制无人机飞行角度的控制指令,并发送至无人机;旋翼转速控制单元320, 用于根据触点数量和触点压力值确定控制无人机旋翼转速的控制指令,并发送至无人机。
[0026] 其中,飞行角度控制单元310可W将无人机交互控制装置在x、y、z =个方向的角速 度信息存入控制无人机飞行角度的控制指令中,并发送至无人机,无人机接收到该控制指 令时,利用无人机上的巧螺仪传感器调整无人机的飞行角度,W和无人机交互控制装置在 x、y、z =个方向的角速度信息保持一致,因此当用户向某一方向倾斜无人机交互控制装置 时,无人机相应向相同的方向倾斜相同的角度,如此简化了用户的控制操作,提升了用户的 操作手感。
[0027] 其中,对于旋翼无人机来说,通过改变旋翼转速不仅可W实现对无人机飞行方向 的控制,还可W实现对无人机飞行速度的控制,根据旋翼转速变化快慢还可改变无人机在 飞行方向上的加速度。因此,通过改变触控操作中的操作信息可W对应改变无人机旋翼转 速,如此来改变无人机的飞行方向、飞行速度W及在飞行方向上的加速度。
[0028] 本实施例的技术方案,一方面,根据角速度信息确定控制无人机飞行角度的控制 指令,用户仅通过摇摆无人机交互控制装置就可实现对无人机的飞行角度的控制;另一方 面,根据触点数量和触点压力值确定控制无人机旋翼转速的控制指令,通过改变无人机旋 翼转速来改变无人机飞行方向W及在飞行方向上的速度和加速度,即用户仅通过按压操作 即可实现对无人机飞行方向和飞行速度的综合控制,结合运两个方面,对用户来说,仅通过 摇摆手中的控制装置并配合按压操作即可实现对无人机各种飞行姿态的全面控制,简化了 用户的控制操作,提升了用户的操作体验。
[0029] 在上述技术方案的基础上,优选的,所述无人机交互控制装置运动轨迹包括向前 倾斜、向后倾斜、向左倾斜W及向右倾斜,则根据对应角速度信息确定的控制指令控制无人 机的飞行角度为向前倾斜、向后倾斜、向左倾斜W及向右倾斜,如此使得无人机的飞行角度 与用户手中的操控装置保持一致,增加用户的操作体验。
[0030] 在上述技术方案的基础上,优选的,所述旋翼转速控制单元320具体用于:根据触 点数量选择预设的对应关系表,根据对应关系表确定与压力值对应的控制指令,并发送至 无人机,所述对应关系表中预设有至少两组压力值与控制指令的对应关系。
[0031] 其中,根据触点数量的不同,可W选择不同的对应关系表,不同的对应关系表中与 压力值对应的控制指令不同,对应控制的无人机旋翼转速也不同,因此无人机的飞行状态 也不同。优选的,一个对应关系表可W对应唯一的触点数量值,也可W对应多个触点数量 值,示例性的,在触点数量为2或3时,选择的均是**对应关系表,此种设置是为了在用户误 按(如本应双指控制的操作误按成了 =指操作)时,仍保持原功能,保证对无人机控制的稳 定性。
[0032] 在上述技术方案的基础上,所述根据触点数量选择对应关系表可W进一步优化 为:当触点数量为第一预设值时,选择第一对应关系表,所述第一对应关系表中与压力值对 应的控制指令所控制的无人机旋翼转速均大于等于悬停时的转速;当触点数量为第二预设 值时,选择第二对应关系表,所述第二对应关系表中与压力值对应的控制指令所控制的无 人机旋翼转速均小于等于悬停时的转速。
[0033] 其中,无人机主要通过改变旋翼转速来改变无人机的空气浮力,当空气浮力大于 无人机自身的重力的时候无人机就会上升,当空气浮力小于无人机自身的重力的时候无人 机就下降,当空气浮力与无人机自身重力相平衡时,无人机就可W保持高度不变而处于悬 停状态,因此悬停时的转速即无人机保持高度不变时的旋翼转速,如果无人机旋翼转速大 于悬停时的转速,则表示无人机此时处于上升飞行状态,如果无人机旋翼转速小于悬停时 的转速,则表示无人机此时处于下降飞行状态。因此,当触点数量为第一预设值时,选择第 一对应关系表可W控制无人机上升飞行或者悬停;当触点数量为第二预设值时,选择第二 对应关系表可W控制无人机下降飞行或者悬停,如此通过改变触点数量就可实现对无人机 在垂直飞行方向上的控制。
[0034] 其中,第一预设值和第二预设值可W为自然数,且第一预设值与第二预设值不相 同,优选第一预设值设置为1,第二预设值设置为2,即当单点触控时,选择第一对应关系表, 根据第一对应关系表中与压力值对应的控制指令来控制无人机上升飞行,当双点触控时, 选择第二对应关系表,根据第二对应关系表中与压力值对应的控制指令来控制无人机的下 降飞行。对于用户来说,仅通过改变触点的数量就可实现对无人机飞行方向的控制,不仅操 作方便简单,还提升了用户的操作体验。
[0035] 可替代的,根据触点数量选择对应关系表还可W优化为:当触点数量落入第一预 设范围时,选择第一对应关系表,所述第一对应关系表中与压力值对应的控制指令所控制 的无人机旋翼转速均大于等于悬停时的转速;当触点数量落入第二预设范围时,选择第二 对应关系表,所述第二对应关系表中与压力值对应的控制指令所控制的无人机旋翼转速均 小于等于悬停时的转速,其中,第一预设范围和第二预设范围不相交。
[0036] 示例性的,第一预设范围设置为0<x《l,第二预设范围设置为x>l,x为自然数, 即当单点触控时,选择第一对应关系表,当双点触控或者多点触控时,选择第二对应关系 表。第一预设范围和第二预设范围的设置还可W是其他的数值范围,在此不一一寶述,具体 根据实际需要而设定。
[0037] 在上述技术方案的基础上,优选的,在第一对应关系表中,压力值越大,则对应的 控制指令控制的无人机旋翼转速越大;在第二对应关系表中,压力值越大,则对应的控制指 令控制的无人机旋翼转速越小。
[0038] 当触点数量为第一预设值时,用户可W通过改变触控时的压力大小来改变无人机 的旋翼转速,从而改变无人机的上升飞行速度,按压的力度越大,无人机旋翼转速越大,无 人机上升速度越快,且按压力度增大得越快,无人机旋翼转速变化的越快,无人机上升飞行 的加速度越大;相应地,在触点数量为第二预设值时,用户可W通过改变触控时的压力大小 来改变无人机的旋翼转速,从而改变无人机的下降飞行速度,按压的力度越大,无人机旋翼 转速越小,无人机下降速度越快,且按压力度增大得越快,无人机旋翼转速变化的越快,无 人机下降飞行的加速度越大。对于用户来说,仅通过改变触点的按压力度就可W实现对无 人机在飞行方向上的速度的控制,对用户来说操作方便简单,更进一步提升了用户的操作 体验。
[0039] 示例性的,在第一对应关系表中,压力值为dl时,对应控制无人机旋翼转速的控制 指令为Al,可控制的无人机旋翼转速为Vl;压力值为d2时,对应控制无人机旋翼转速的控制 指令为A2,可控制的无人机旋翼转速为v2;压力值为d3时,对应控制无人机旋翼转速的控制 指令为A3,可控制的无人机旋翼转速为v3;……压力值为dn时,对应控制无人机旋翼转速的 控制指令为An,可控制的无人机旋翼转速为vn,则第一对应关系表可W如表1所示,其中dl <d2<d3<……<dn,vKv2<v3<……<vn。
[0040]
[
[0042] 表1
[0043] 其中,dn优选是无人机交互控制装置可W检测到的最大压力值,vn优选是无人机 旋翼转速能达到的最大值。
[0044] 示例性的,在第二对应关系表中,压力值为dl时,对应控制无人机旋翼转速的控制 指令为Bl,可控制的无人机旋翼转速为ml;压力值为d2时,对应控制无人机旋翼转速的控制 指令为B2,可控制的无人机旋翼转速为m2;压力值为d3时,对应控制无人机旋翼转速的控制 指令为B3,可控制的无人机旋翼转速为m3;……压力值为dn时,对应控制无人机旋翼转速的 控制指令为化,可控制的无人机旋翼转速为mn,则第二对应关系表可W如表2所示,其中dl <d2<d3<......<dn,ml>m2>m3>......>皿。
[00451
[Gu4U」 泉乙
[0047]其中,dn优选是无人机交互控制装置可W检测到的最大压力值,mn优选是无人机 旋翼转速的最小值,优选可W是0。
[004引进一步优选的,在第一对应关系表和第二对应关系表中,最小压力值对应的控制 指令所控制的无人机旋翼转速均为悬停时的转速。
[0049] 示例性的,对于如表1所示的第一对应关系表W及如表2所示的第二对应关系表, 其最小压力值dl对应的控制指令Al和Bl可W相同,即控制的旋翼转速Vl和ml可W相同,即 均为无人机悬停时的转速。
[0050] 在上述技术方案的基础上,优选的,所述根据触点数量和触点压力值确定控制无 人机旋翼转速的控制指令可W包括:当为单触点触控时,根据触点数量和所述单触点的压 力值确定控制无人机旋翼转速的控制指令;当触点数量在两个W上时,对各触点的压力值 进行比较/计算后得到最终压力值,根据触点数量和最终压力值确定控制无人机旋翼转速 的控制指令。如此可W确定唯一的压力值,根据该唯一的压力值来确定对应的控制指令。
[0051] 进一步优选的,所述对各触点的压力值进行比较/计算后得到最终压力值包括:
[0052] 对各触点的压力值进行比较后得到最大压力值,将最大压力值确定为最终压力 值;或者
[0053] 对各触点的压力值进行比较后得到最小压力值,将最小压力值确定为最终压力 值;或者
[0054] 对各触点的压力值进行计算后得到平均压力值,将平均压力值确定为最终压力 值。
[0055] 其中,当各触点的压力值发生变化时,对应的最终压力值根据其比较/计算规则相 应发生变化。
[0056] 实施例S
[0057] 图3为本发明实施例=提供的一种无人机交互控制装置的结构示意图。如图3所 示,在前述各实施例方案的基础上,优选还可W包括显示模块40,与通讯模块10相连,用于 显示无人机的实时飞行状态。
[0058] 其中,显示模块40可W是触控屏,无人机交互控制装置可W通过通讯模块10接收 无人机反馈的实时飞行状态的数据信息,并将数据信息显示在显示模块40中,W方便操作 者阅读。无人机反馈的实时飞行状态的数据信息可W包括当前飞行方向、飞行速度W及飞 行高度等。
[0059] 实施例四
[0060] 图4为本发明实施例四提供的一种无人机交互控制系统的结构示意图,本实施例 可适用于利用电子终端设备对无人机进行交互控制的情况,如图4所示,该无人机交互控制 系统具体包括:无人机2W及如上述各实施例描述的无人机交互控制装置1,所述无人机交 互控制装置1与无人机2通讯连接。
[0061] 其中,无人机交互控制装置1和无人机2无线连接后,无人机交互控制装置1可W向 无人机2发送各种控制指令,无人机2接收到控制指令后执行对应的动作,无人机2还可向无 人机交互控制装置1反馈执行的结果,并将无人机2当前的实时飞行状态的数据信息发送给 无人机交互控制装置1。
[0062] 虽然本发明的各个方面在独立权利要求中给出,但是本发明的其它方面包括来自 所描述实施方式的特征和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的组合,而并非仅 是权利要求中所明确给出的组合。
[0063] 运里所要注意的是,虽然W上描述了本发明的示例实施方式,但是运些描述并不 应当W限制的含义进行理解。相反,可W进行若干种变化和修改而并不背离如所附权利要 求中所限定的本发明的范围。
[0064] 注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解, 本发明不限于运里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、 重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过W上实施例对本发明进行 了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于W上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还 可W包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1. 一种无人机交互控制装置,其特征在于,包括: 通讯模块,用于和无人机通讯连接; 检测模块,用于检测无人机交互控制装置运动轨迹的角速度信息,以及作用在触控区 上的触控操作的操作信息,所述操作信息包括触点数量以及每个触点的压力值; 控制模块,用于根据角速度信息和操作信息确定控制无人机飞行状态的控制指令,并 发送至无人机。2. 根据权利要求1所述的无人机交互控制装置,其特征在于,所述控制模块包括: 飞行角度控制单元,用于根据角速度信息确定控制无人机飞行角度的控制指令,并发 送至无人机; 旋翼转速控制单元,用于根据触点数量和触点压力值确定控制无人机旋翼转速的控制 指令,并发送至无人机。3. 根据权利要求2所述的无人机交互控制装置,其特征在于,所述无人机交互控制装置 运动轨迹包括向前倾斜、向后倾斜、向左倾斜以及向右倾斜,则根据对应角速度信息确定的 控制指令控制无人机的飞行角度为向前倾斜、向后倾斜、向左倾斜以及向右倾斜。4. 根据权利要求2所述的无人机交互控制装置,其特征在于,所述旋翼转速控制单元具 体用于: 根据触点数量选择预设的对应关系表,根据对应关系表确定与压力值对应的控制指 令,并发送至无人机,所述对应关系表中预设有至少两组压力值与控制指令的对应关系。5. 根据权利要求4所述的无人机交互控制装置,其特征在于,所述根据触点数量选择对 应关系表包括: 当触点数量为第一预设值时,选择第一对应关系表,所述第一对应关系表中与压力值 对应的控制指令所控制的无人机旋翼转速均大于等于悬停时的转速; 当触点数量为第二预设值时,选择第二对应关系表,所述第二对应关系表中与压力值 对应的控制指令所控制的无人机旋翼转速均小于等于悬停时的转速。6. 根据权利要求5所述的无人机交互控制装置,其特征在于,在第一对应关系表中,压 力值越大,则对应的控制指令控制的无人机旋翼转速越大; 在第二对应关系表中,压力值越大,则对应的控制指令控制的无人机旋翼转速越小。7. 根据权利要求5或6所述的无人机交互控制装置,其特征在于,在第一对应关系表和 第二对应关系表中,最小压力值对应的控制指令所控制的无人机旋翼转速均为悬停时的转 速。8. 根据权利要求2所述的无人机交互控制装置,其特征在于,所述根据触点数量和触点 压力值确定控制无人机旋翼转速的控制指令包括: 当为单触点触控时,根据触点数量和所述单触点的压力值确定控制无人机旋翼转速的 控制指令; 当触点数量在两个以上时,对各触点的压力值进行比较/计算后得到最终压力值,根据 触点数量和最终压力值确定控制无人机旋翼转速的控制指令。9. 根据权利要求8所述的无人机交互控制装置,其特征在于,所述对各触点的压力值进 行比较/计算后得到最终压力值包括: 对各触点的压力值进行比较后得到最大压力值,将最大压力值确定为最终压力值;或 者 对各触点的压力值进行比较后得到最小压力值,将最小压力值确定为最终压力值;或 者 对各触点的压力值进行计算后得到平均压力值,将平均压力值确定为最终压力值。10.-种无人机交互控制系统,其特征在于,包括:无人机以及如权利要求1-9任一项所 述的无人机交互控制装置,所述无人机交互控制装置与无人机通讯连接。
【文档编号】G05D1/10GK106020214SQ201610656749
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月11日
【发明人】李承敏
【申请人】上海与德通讯技术有限公司